中学物理：数字化赋能物理课堂教学

2023-09-11汤清修

上海课程教学研究 2023年5期

2018 年1 月，教育部制定并颁布《普通高中物理课程标准（2017 年版）》，随后在2022 年4 月颁布了《义务教育物理课程标准（2022 年版）》，构建了初、高中一体的物理课程核心素养体系。为达成核心素养的教学目标，上海市中学物理学科近年来的教研主题一直围绕“理念·实践·跃迁”开展课堂教学的实践研究，探索素养立意的物理课堂教学样态。

2020 年年底上海市委、市政府公布了《关于全面推进上海城市数字化转型的意见》，直接推动了上海教育教学的数字化转型。2021 年11 月，上海市教育委员会发布《上海市教育数字化转型实施方案（2021—2023）》，进一步整体推进上海教育的数字化转型，为教育综合改革全方位赋能。2023 年上海市中小学中青年教师教学比赛中学物理学科的主题由此确定为“数字化赋能物理课堂教学”，以此推动物理学科教学数字化应用场景的研发，助力新课程的实施。

一、关于主题

（一）数字化

上海中学物理学科对于数字化并不陌生，早在上海“二期课改”初期，为了凸显科学探究的学习过程，以及提升中学物理传统实验精度、满足定量研究的需求，开展了数字化实验系统的研发与应用，实现了许多实验“从无到有”“从有到优”的研发与教学应用，大大提升了课堂教学的效能，提升了学生科学探究的能力。2014 年，“中学物理教学的革新，数字化实验系统（DIS）的研发与应用”项目成果获基础教育国家级教学成果奖一等奖。之后数字化实验的研发并没有停步，仍在系列化、智能化、网络化等方面不断迭代，又有了许多新的应用场景。

近年来，上海市物理学科拍摄了近500 节“空中课堂”1.0、2.0 的教学视频，成为优质的数字资源。物理教师也在不断学习和使用新的数字技术和平台，开展线上、线下融合式教学的探索与实践，为教学数字化转型积累了经验。本次教学比赛主题聚焦在教学数字化转型，目的在于进一步推动区校开展教学数字化场景的应用研究。

（二）物理课堂教学

课堂教学是学校班级授课制下最常见的一种教学形式，是教师教的活动和学生学的活动的有机统一。课堂教学的样态与课程目标密切相关，素养立意的课程标准对课堂教学提出了新的要求——单元教学。有研究表明，“单元”是整体落实核心素养的基本学习单位，是目标、内容、活动、评价等关键要素的整合。单元视角下的课堂教学的样态是怎样的？数字化又该如何赋能？

1.课堂教学的结构化

课堂教学的结构化应该是在单元内容结构化分析的基础上，结合素养导向的目标，先创建单元教学结构，再细化为课时教学结构。结构化既反映了学科内容的内在联系，又反映出单元的大观念及其本质（教学重点）。教学的结构化应该有利于学生知识的建构和能力的进阶。

课堂教学的结构化可以在单元教学设计中体现，也可以尝试借助数字技术有效推进单元系列活动的跨课时开展，完成该内容的进阶学习。

2.学习内容的情境化

学习内容的情境化就是将单元学习内容与真实世界建立联系，与学生的基础与兴趣建立联系。情境化既能让学生体会到学习的意义和价值，又能在真实情境下的问题解决中提升学生的学科核心素养。

针对学情选择合适的情境是开展有效教学的关键，但是同样的教学情境，不同的呈现形式，也会影响课堂教学的效能。例如，在学习“声音的特征”的过程中，需要帮助学生将耳朵听到的声音与声源振动建立联系，但由于教材提供的无声图片效果不甚理想，因此需要借助声传感器等各种手段，将声音的振动图像实时显示，这样学生就能非常容易地将听到声音的响度、音调等与振动的幅度、频率等建立关联。

3.思维活动的可视化

思维活动的可视化就是将学生脑海中的思维活动在课堂教学中呈现出来。有效组织课堂互动是思维活动可视化的有效手段。这就需要教师创设平等和谐的互动情境，促进师生之间、生生之间互帮互助的积极情感建立以及积极的思维互动。

思维活动的可视化如果都是通过师生对话来完成的，而课堂时间有限，能够在课堂上分享自己观点的学生是有限的，就会导致有些学生独特的视角、富有创意的想法无法被教师所了解，一些普遍存在的问题也会被忽视。合理使用数字化平台可以实现一对多、多对多的课堂互动，让更多学生的思维活动可视化，被分享、被关注。

4.学习评价的全程化

学习评价的全程化是指教师根据单元学习目标，在学习过程中或者学习结束后，通过师生对话、课堂观察、课堂反馈等多种方式，对学生学习表现以及素养水平等进行有针对性的分析、诊断与改进的过程。全程化让教师关注学生的学习表现，关注教学目标的达成度。恰当的学习评价还能助力学生完成学习任务，获得成功的体验，激励学生积极投入学习中。

数据的快速统计与可视化的呈现都可以帮助教师精准判断教学效果，及时发现普遍存在的问题，实时调整教学进度，从而真正实现生本教学。

上文仅从四个不同的视角对素养立意的课堂教学样态进行了说明，并通过举例的方式提出一些数字化应用场景，供参赛教师参考。希望教师能从更多的视角进行探索与实践，如传统实验的数据快速收集、汇总与分享等。数字化赋能的“能”是关键，“能”应体现新课标倡导的立德树人、素养立意、学科实践等教学理念，体现教学的减负增效。避免为数字化而数字化，避免为“炫”技而背离学科教学的本质等问题。

二、关于教学比赛

教学设计、课堂教学和课后答辩是本次教学比赛的三项内容。

（一）教学设计

教学设计是教师重要的基本功之一，占本次比赛总评的15%。物理学科的“教学设计”分为单元教学设计和课时教学设计两个部分。单元教学设计主要包含单元教学任务分析、单元教学目标确定、单元教学结构创建等。课时教学设计主要包含针对课时教学内容的教学任务分析、教学目标、教学重难点、教学资源、教学设计思路、教学流程（流程图+说明）、教学过程、板书设计、作业设计等栏目。围绕今年教学比赛主题的设计思路可以在课时教学设计的“教学设计思路”中加以阐释。上课前要把相关教材、单元教学设计、课时教学设计等书面材料提供给评委，并将上述内容与教学课件打包一并上交。

（二）课堂教学

课堂教学是本次教学比赛的重点，占总评的70%。正式铃声响后方可开始上课，下课铃声响后应尽快结束教学，拖延时长不得超过1分钟。课堂教学要体现“立德树人、素养立意、数字赋能”，教学要面向全体学生，不得随意拔高学习要求。科学、合理的课堂教学设计，力求目标定位准确、实施要求清晰，以促使课堂教学的过程进入预设的轨道。但不能刻意把学生导入预设轨道，教师应始终鼓励学生积极探索和自由表达，并利用教学过程中生成的有价值的教育资源及时调整教学进程。